微机课程设计报告-数字时钟系统与自动报时系统设计

班级： 13030 学号： 1303

姓名： #### 地点： B-312 批次：第一批

时间： 2016年3月

微机系统课程设计

——数字时钟系统与自动报时系统设计

时间：2016年3月

1. 课设题目及成员分工

1.1课设题目：

数字时钟与自动报时系统

1.2小组成员介绍及分工

2. 课设内容及要求

2.1 课程设计目的：

1、了解以微机为核心的总线方式访问总线设备的原理，提高接口扩展硬件电路的连接能力；

2、你阿姐数字时钟和语音报时的工作原理，提高应用系统的设计和调试的综合能力；

3、加深对定时器/计数器、并行接口芯片和语音芯片的硬件电路和软件编程的工作方式和编程

方法的理解。

2.2 课程设计内容：

1、设计数字时钟，能够动态时间显示，整点语音报时；

2、利用定时器产生精确的时钟源，通过中断或者查询的方式将时钟源数值传送到微机控制台；

3、微机控制台在进行数据的处理后，控制并行接口芯片进行DLED 的动态扫描，正确的显示时钟；

4、当系统运行后，数码管显示时分秒，每到整点，喇叭播放报时音。

2.3 系统功能和设计要求

1、基本功能要求：

a.系统显示界面：

1. 在DLED 数码管上进行实时刷新显示；

2.使用8255 扫描数码管，显示时分秒，小时和分钟分别为两位显示，秒使用LED3

的DP 显示，0.5s 亮，0.5s 灭。

b.自动报时要求：

1. 通过编程实现语音录制，播放，可以随时修改报时音内容；

2. 报时音以12 时制录制，12 个报时音以连续地址存放在ISD1420 芯片内，

录音顺序

如表 2.1 所示：

表 2.1 录音顺序表

2、发挥部分：

1.增加“语音提醒”功能，自行设计提醒时间和播放的录音内容。打开“语音提醒”功

能后，数字钟运行到设定的时刻，喇叭发声提醒事先录制的语音；

2. 增加“秒表计时”功能，启动该功能后可在DLED 上进行00.00~99.99 秒计时；

3. 增加“时区转换”功能，根据设定的时区表随时转换相应时区的时刻。

3. 课设实现方案

3.1 总体设计思路

1、数字时钟部分：

1.利用CLOCK 分频器提供的信号作为可编程定时器8254 的时钟源，通过8254 进行16

分频，产生0.5 秒的精确时钟；

2.监控时钟通过查询获取时钟，根据时钟计算出时分秒，然后驱动4 位数码管实时显示

出时间；

3.基本I/O 驱动器74LS244 作为可编程定时器8254 的时钟监控端口。

2、自动报时部分：

1.通过调用电脑系统的蜂鸣器函数beep()实现报时

2.系统可以通过可编程并行接口8255 的PA 口和PB 口控制时间显示数码管的段和位

3.2 硬件设计方案

1、总体布局：

该系统主要使用的QTH-2008PCI 实验箱和个人PC 机，涉及到的芯片有通用可编程并行接口8255、可编程定时器8254、驱动器74LS244、32Hz 的时钟源CLOCK

等，除此之外，还有DLED 数码管、按键和一些导线等硬件。其中，数码管DLED 主要显示

时钟的时分秒，语音芯片ISD1420 主要用于录音。

2、硬件连接图：

总体硬件连接图如图3.1 所示：

图3.1

3、详细设计：

如图3.1所示，该系统可分为两大部分，通用可编程并行接口8255部分和可编程定时器8253部分：

8255 部分：

a.输入部分：8255 的8 位数据信号线与总线的数据信号线相连，两个地址A0、A1

分别接总线的LA0、LA1，RD 和WR 信号分别接总线的IORD 和IOWR 信号，片

选信号CS2 接总线的地址0020H。PC 口的PC4、PC5、PC6、PC7、作为输入分别

与按键KEY4、KEY7、KEY3、KEY4 相连。其中，KEY4 主要用于时钟模式下分

钟的减，KEY7 主要用于从时钟模式切换到特殊功能状态，KEY2 主要用于秒表的

启动和暂停，KEY3 主要用于秒表的退出。

b.输出部分：8255 的PA 口8 条信号线作为输出与数码管的段相连，PB 口的低四位

作为输出与数码管部分的四位相连，PC 口的PC0、PC1、PC2 作为输出分别于语

音芯片ISD1420 的REC、PLAYE、PLAYL 相连。

8254 部分：

c.输入部分：8254 的8 位数据信号线与总线的数据信号线相连，两个地址A0、A1

分别接总线的LA0、LA1，RD 和WR 信号分别接总线的IORD 和IOWR 信号，片

选信号CS1 接总线的地址0000H。通道0 中CLK0 作为输入连接32Hz 的时钟源

CLOCK0，门控位GET0 连接按键KEY1；通道1 中CLK1 作为输入连接1024Hz

的时钟源CLOCK1，门控位GET1 连接按键KEY8。

d.输出部分：通道0 中的输出OUT0 连接驱动器74LS244 的输入口A1，通道1 中的

输出OUT1 连接驱动器74LS244 的输入口A2。

e.驱动器74LS244 部分：按键KEY5 连接驱动器74LS244 的输入口A3，输出口Y1、

Y2、Y3 连接总线的数据信号线LD1、LD2、LD3，片选信号CS4 连接总线的地址

0060H。其中，按键KEY5 主要用于在时钟状态下调节分钟部分的加。

3.3 软件设计方案

1、开发环境：

对于软件开发环境，我们采用的PC 机中的VC++ 6.0 软件，新建了一个C++ 的工程，将与总线驱动有关的文件加进去，然后编写自己的程序。

2、软件流程图：

该系统软件流程图如图3.2 所示：